WO2012160092A2 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors Download PDF

Info

Publication number
WO2012160092A2
WO2012160092A2 PCT/EP2012/059594 EP2012059594W WO2012160092A2 WO 2012160092 A2 WO2012160092 A2 WO 2012160092A2 EP 2012059594 W EP2012059594 W EP 2012059594W WO 2012160092 A2 WO2012160092 A2 WO 2012160092A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power semiconductor
inverter
switch
switches
microcontroller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/059594
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012160092A3 (de
Inventor
Andreas Donner
Timo Gurzawski
Csaba GYÖRI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Priority to EP20120725344 priority Critical patent/EP2715932B1/de
Priority to CN201280025087.7A priority patent/CN103548254B/zh
Priority to US14/119,518 priority patent/US9312796B2/en
Priority to KR1020137034225A priority patent/KR102035358B1/ko
Publication of WO2012160092A2 publication Critical patent/WO2012160092A2/de
Publication of WO2012160092A3 publication Critical patent/WO2012160092A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. DC/AC converters
    • H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. DC/AC converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0487—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting motor faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration

Definitions

  • the present invention relates to a method of operating a brushless electric motor whose windings are driven by an inverter by means of six switches, the inverter having three outputs associated with the windings of the electric motor and between the outputs of the inverter and the windings, respectively a power semiconductor switch is arranged, and wherein a detection unit for detecting defective switches, a unit for measuring voltage at the outputs of the inverter and a microcontroller for controlling the switches and the power semiconductor switch is provided.
  • the present invention relates to a pre ⁇ direction for operating a brushless electric motor.
  • Inverters for controlling brushless motors usually consist of six switches. Each switch can after failures in principle have two different properties: Non-conductive, that is to say in the open scarf ⁇ terwolf blocked or conducting, that is blocked in the ge ⁇ closed switch position. A conductive defective switch is colloquially known as a short circuit. Especially in safety-relevant applications, it is then important to operate the electric motor very fast in an emergency operation or to switch off immediately.
  • the inductive energy in the load circuit exceeds the allowable absorption capacity of a Leis ⁇ processing semiconductor switches
  • a mechanical relay the type of construction has a significantly higher absorption capacity compared to commercially available today, the power semiconductor switches.
  • a further possibility consists in the diversion of the resulting at shutdown amount of energy in an energy sink such as a suppressor diode, which relieves the power semi-conductor switches ⁇ .
  • the present invention is therefore based on the object to present a method and a device in which damage to the power semiconductor switch when switching off inductive loads is avoided.
  • the motor angle positions are each assigned to a winding and its power semiconductor switch and are selected so that the associated ⁇ th power semiconductor switches are not damaged when opening.
  • the motor angle positions are selected so that the voltage applied to the power semiconductor switches
  • Drain current is zero, near zero or negative.
  • the microcontroller is adapted to each assign the motor angle layers of a winding and its power semiconductor switch and to choose so that the associated power semiconductor switches are not damaged when opening.
  • the microcontroller is to be ⁇ directed to choose the engine angular positions so that the voltage applied to the power semiconductor switches drain current is zero, near zero or negative.
  • the power semiconductor switches are designed as power MOSFET.
  • a further advantageous development of the subject invention provides that the unit for detecting defek ⁇ th switches and the unit for measuring voltage at the outputs of the inverter are integrated into the microcontroller.
  • a motor angular position sensor is provided in a first alternative.
  • Figure 1 is a schematic basic view of the windings of a brushless electric motor, a Wech ⁇ selrichters as well as the power semiconductor switches as a safety switching means in a configuration as a "phase switch unit.”
  • Fig. 2a is a diagram with engine angular positions for switching off the associated power semiconductor switch with a positive direction of rotation of the electric motor; a diagram with motor angular positions for switching off the associated power semiconductor switch in a negative direction of rotation of the electric motor;
  • Fig. 4 is a schematic diagram of a second principle
  • Fig. 5 is a Fig. 1 corresponding representation without Motorwinke11agensensor.
  • the inverter 3 has six switches 5, wherein the upper switch 5 in FIG. 1 is assigned to the positive supply voltage and the lower switch 5 in FIG. 1 to the negative supply voltage.
  • the upper switch 5 in FIG. 1 is assigned to the positive supply voltage
  • the lower switch 5 in FIG. 1 to the negative supply voltage.
  • FIG. 1 be ⁇ between the upper switches 5, which are associated with the positive supply voltage, and the lower switches 5, which are associated with the negative supply voltage, tapping points 17, 18, 19, in which the to the Windings U, V, W voltage is tapped and a unit 11 is supplied to the voltage measurement.
  • the measurement results of the voltage measurement unit 11 to be supplied to a microcontroller 4 on the one hand controls the scarf ⁇ ter 5 and on the other hand evaluates the information generated by theistsmes- sungsaku. 11
  • a detection unit 10 for detecting defective switches 5 is provided.
  • the information generated by the recognition unit 10 is also supplied to the microcontroller 4 for evaluation.
  • power semiconductor switches 2 are arranged in the phase lines leading to the windings U, V, W.
  • the switches 5 are formed by semiconductor switches or transistors or MOSFETs.
  • the detection unit 10 is formed in practice as Brü ⁇ ckentreiber and applies to the transistors formed as a switch 5, a voltage and controls whether the switch position of the transistor changes.
  • the ⁇ A unit 11 for measuring the voltage at the tapping points 17, 18, 19 is formed in practice as a voltage divider and he ⁇ averages the duty cycle of a pulse width modulated voltage. The duty cycle corresponds to the quotient of pulse duration and period duration.
  • Each switch 5 can in principle have two different types of defect or is located after a defect basically in one of the two states described below: non-conductive defect, that is blocked in the open switch position, or conductively defective, that is blocked in the closed switch position , A defective switch 5 is known colloquially as a short circuit.
  • the phase terminals of the electric motor 1 are connected via power semiconductor switches ⁇ 2 with the outputs of the driving inverter 3.
  • the purpose of this arrangement is, in case of failure in the inverter 3 to the electric motor 1 power is off and to make thus free from the just-described brake ⁇ moments. This is also called a safety shutdown.
  • the Inverter 3 off ie the switch 5 is opened so that no further electrical power is more introduced into the Elekt ⁇ romotor 1.
  • the electric motor 1 If the electric motor 1 is still in a rotating state either by inertia or by drive from the outside, builds up by the rectification of the induction voltage of the electric motor 1 via parasitic diodes and a defective as conductive defective switch 5 within the inverter 3 periodically a current that the causes undesirable braking torque.
  • the off ⁇ circuit of the power semiconductor switch 2 in the phase lines prevents this.
  • these motors are individually switched off in windows of specific motor angle readings , in the course of which they pass
  • the power semiconductor switches 2 are designed as power MOSFET and short-term values of the
  • angular position is determined by means of a motor angular position
  • the motor angle position ⁇ windows in which caused by the induced voltages and caused by a conductive defective switch 5 in the inverter 3 currents in the individual phases are zero, theoretically up to 120 ° wide. Define the motor angle where the induced voltage of the externally driven phase U motor 1 is at its maximum, the zero-current angle windows for the three phases are in the intervals
  • the engine angle location windows for shutdown are
  • Fig. 2a and 2b are as black solid blocks the idealized conditions of a motor with a very small ratio of phase inductance to phase resistance Darge ⁇ represents. Under these ideal conditions, the motor angular position window for the winding U is from 300 ° to 60 °, for
  • FIG. 3 shows a flow chart for carrying out the method described here.
  • ge ⁇ checks whether the rotational speed of the electric motor 1 is sufficiently nied ⁇ rig and the induction currents are accordingly sufficiently small. If this is the case, in step S2 all the power semiconductor switches 2 for all windings U, V, W are opened and the method is ended. For the strictlywie ⁇ Genderen case that the induction currents are not tolerable low, it is checked in step S3 whether the engine ⁇ angular position within the shutdown time window for the phase ⁇
  • step S4 the power semiconductor switch 2 assigned to the phase U is opened in step S4.
  • step S5 it is checked according to whether the engine ⁇ angular position ⁇ in suitable motor angular position window befin
  • step S6 the associated Leis ⁇ semiconductor switch 2 is opened (step S6). Subsequently ⁇ licd the method continues with step S7: In this step it is checked whether the engine angular position
  • step S9 it is checked whether the decisions in all steps S3, S5, S7 were once positive and therefore all power semiconductor switches are opened. As long as this is not the case, the branch back to S3.
  • FIG. 4 shows a second embodiment which has a topology of the power semiconductor switches 2 as a "star point switch".
  • the power semiconductor switches 2 are in turn designed as power MOSFETs and connect the end connections of the motor phases U, V, W to the "neutral point".
  • Fig. 5 shows as an alternative to the use of Motorwinkella ⁇ geinformation by monitoring the current direction in each
  • the monitoring of the current direction is realized with voltage comparators 7, which monitor the voltage drop across the power semiconductor switches 2 and thus provide the information about the current direction in each motor phase U, V, W, the microcontroller 4 for individually switching off the linenhableiterschalter 2 in the right time window, d. H. while non-destructive current direction, needed.
  • phase currents for Rege ⁇ development purposes current measurement, z. B. by shunts, this phase current information will also be utilized for the detection of the time windows of non-destructively dangerous current direction.
  • the application of the described method allows Ver ⁇ application of power semiconductor switches 2 as a safety feature in a system for operating a brushless electric motor 1, even though the height formed by the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors, dessen Wicklungen von einem Wechselrichter mit Hilfe von sechs Schalter angesteuert werden, wobei der Wechselrichter drei Ausgänge aufweist, die den Wicklungen des Elektromotors zugeordnet sind und wobei zwischen den Ausgängen des Wechselrichters und den Wicklungen jeweils ein Leistungshalbleiterschalter angeordnet ist, und wobei eine Erkennungseinheit zum Erkennen von defekten Schaltern, eine Einheit zur Spannungsmessung an den Ausgängen des Wechselrichters und ein Mikrocontroller zum Steuern der Schalter und der Leistungshalbleiterschalter vorgesehen ist. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors. Um die Leistungshalbleiterschalter nicht zu beschädigen ist vorgesehen, dass nach der Erkennung eines defekten Schalters (5) der Wechselrichter (3) vom Mikrocontroller (4) in der Weise abgeschaltet wird, dass keine weitere Leistung in die Wicklungen (U, V, W) des Elektromotors (1) mehr eingebracht wird und dass die Leistungshalbleiterschalter (2) nacheinander in einer vorab bestimmten Motorwinkellage (φυ, φv, φw) geöffnet werden. Dazu werden die Motorwinkellagen (φυ, φν, φw) jeweils einer Wicklung (U, V, W) und deren Leistungshalbleiterschalter (2) zugeordnet und so gewählt, dass die zugeordneten Leistungshalbleitschalter (2) beim Öffnen nicht beschädigt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines bürstenlosen Motors
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors, dessen Wicklungen von einem Wechselrichter mit Hilfe von sechs Schalter angesteuert werden, wobei der Wechselrichter drei Ausgänge aufweist, die den Wicklungen des Elektromotors zugeordnet sind und wobei zwischen den Ausgängen des Wechselrichters und den Wicklungen jeweils ein Leistungshalbleiterschalter angeordnet ist, und wobei eine Erkennungseinheit zum Erkennen von defekten Schaltern, eine Einheit zur Spannungsmessung an den Ausgängen des Wechselrichters und ein MikroController zum Steuern der Schalter und der Leistungshalbleiterschalter vorgesehen ist. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vor¬ richtung zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors.
Wechselrichter zur Ansteuerung bürstenloser Motoren bestehen in der Regel aus sechs Schaltern. Jeder Schalter kann nach einem Defekt prinzipiell zwei verschiedene Eigenschaften aufweisen: Nicht leitend, das heißt in der geöffneten Schal¬ terstellung blockiert, oder leitend, das heißt in der ge¬ schlossenen Schalterstellung blockiert. Ein leitend defekter Schalter ist umgangssprachlich auch als Kurzschluss bekannt. Besonders in sicherheitsrelevanten Anwendungen ist es dann wichtig, den Elektromotor sehr schnell in einem Notbetrieb weiter zu betreiben oder sofort abzuschalten.
Die Verwendung von Leistungshalbleiterschaltern hat gegenüber mechanischen Relais den Nachteil, dass beim Abschalten induktiver Lasten, abhängig von der Höhe des Laststroms und der Induktivität der Last, eine Energiemenge derartiger Höhe freiwerden kann, dass der Leistungshalbleiterschalter im Augenblick des Abschaltens zerstört wird und seine Aufgabe da¬ durch nicht mehr erfüllen kann. Speziell beim Einsatz für bürstenlose Motoren in sicherheitskritischen Anwendungen, bei denen das Abschalten des Motors im Leistungspfad für ei¬ ne Schutzfunktion benötigt wird, muss eine Beschädigung der Leistungshalbleiterschalter vermieden werden. Eine sicherheitskritische Anwendung ist die Verwendung eines bürstenlo¬ sen Elektromotors in einer elektromechanischen Lenkung eines Kraftfahrzeugs .
Für derartige Anwendungen, bei denen die induktive Energie im Lastkreis die zulässige Absorptionsfähigkeit eines Leis¬ tungshalbleiterschaltern übersteigt, ist es bekannt, statt¬ dessen ein mechanisches Relais zu verwenden, das gegenüber heute marktüblichen Leistungshalbleiterschaltern bauartbedingt eine deutlich höhere Absorptionsfähigkeit aufweist. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Umleitung der beim Abschalten anfallenden Energiemenge in eine Energiesenke wie beispielsweise einer Suppressordiode, die den Leistungshalb¬ leiterschalter entlastet. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung darzustellen, bei denen eine Beschädigung der Leistungshalbleiterschalter beim Abschalten induktiver Lasten vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Dabei wird nach der Erkennung eines defekten Schalters der Wechselrichter vom MikroController in der Weise abgeschaltet, dass keine weitere Leistung in die Wicklungen des Elektromotors mehr eingebracht wird und dass die Leistungshalbleiterschalter nacheinander in einer vorab bestimmten Motorwinkellage geöffnet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar .
So ist in einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Motorwinkellagen jeweils einer Wicklung und deren Leistungshalbleiterschalter zugeordnet werden und so gewählt werden, dass die zugeordne¬ ten Leistungshalbleitschalter beim Öffnen nicht beschädigt werden. Dazu werden die Motorwinkellagen so gewählt, dass der an den Leistungshalbleiterschaltern anliegende
Drainstrom null, nahezu null oder negativ ist.
Dabei ist vorgesehen, dass die in denen die an den Leis¬ tungshalbleiterschaltern anliegenden Augenblickswerte der Drainströme, die das beschädigungsfreie Abschalten erlauben, deterministisch abhängig vom Motorwinkel ist. Wesentlich ist, dass eine direkte messtechnische Überwachung der Pha¬ senströme für die Methode nicht zwingend benötigt wird, weil die für den Zweck benötigte Information aus dem gemessenen Motorwinkel bezogen werden kann. Die genannte Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung ge¬ löst, bei der der MikroController dazu eingerichtet ist, den Wechselrichter nach der Erkennung eines defekten Schalters vom MikroController in der Weise abzuschalten, sodass keine weitere Leistung in die Wicklungen des Elektromotors mehr eingebracht wird und dass der MikroController weiter dazu eingerichtet ist die Leistungshalbleiterschalter nacheinander in einer vorab bestimmten Motorwinkellage zu öffnen.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist der MikroController dazu eingerichtet, die Motorwinkellagen jeweils einer Wicklung und deren Leistungshalbleiterschalter zuzuordnen und so zu wählen, dass die zugeordneten Leistungshalbleitschalter beim Öffnen nicht beschädigt werden. Dabei ist der MikroController dazu einge¬ richtet, die Motorwinkellagen so zu wählen, dass der an den Leistungshalbleiterschaltern anliegende Drainstrom null, nahezu null oder negativ ist.
Es ist vorgesehen, dass die Leistungshalbleitschalter als Leistungs-MOSFET ausgebildet sind.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die Einheit zum Erkennen von defek¬ ten Schaltern und die Einheit zur Spannungsmessung an den Ausgängen des Wechselrichters in den MikroController integriert sind.
Zur Ermittlung der Motorwinkellage ist in einer ersten Alternative ein Motorwinkellagensensor vorgesehen.
In einer zweiten Alternative sind Stromkomparatoren vorgesehen, die den Spannungsabfall über den Leistungshalbleiter- Schaltern überwachen. Der MikroController bestimmt mit Hilfe dieser Informationen die Motorwinkellagen.
Die Erfindung wird nachfolgend zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung der Wicklungen eines bürstenlosen Elektromotors, eines Wech¬ selrichters sowie die Leistungshalbleiterschalter als Sicherheitsschaltmittel in einer Konfiguration als „Phasenschaltereinheit" ; Fig. 2a ein Diagramm mit Motorwinkellagen zum Abschalten des zugeordneten Leistungshalbleiterschalter bei einer positiven Drehrichtung des Elektromotors; ein Diagramm mit Motorwinkellagen zum Abschalten des zugeordneten Leistungshalbleiterschalter bei einer negativen Drehrichtung des Elektromotors;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 4 eine schematische Prinzipdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels mit Leistungshalbleiterschal¬ tern als Sicherheitsschaltmittel in einer Konfigu¬ ration als „Sternpunktschaltereinheit" und
Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung ohne Motorwinke11agensensor .
In Fig. 1 ist schematisch ein bürstenloser Elektromotor 1 dargestellt, dessen Wicklungen U, V, W von einem Wechsel- richter 3 angesteuert werden. Zu diesem Zweck weist der Wechselrichter 3 sechs Schalter 5 auf, wobei die in Fig. 1 oberen Schalter 5 der positiven Versorgungsspannung und die in Fig. 1 unteren Schalter 5 der negativen Versorgungsspannung zugeordnet sind. Wie Fig. 1 weiter entnehmbar ist, be¬ finden sich zwischen den oberen Schaltern 5, die der positiven Versorgungsspannung zugeordnet sind, und den unteren Schaltern 5, die der negativen Versorgungsspannung zugeordnet sind, Abgreifpunkte 17, 18, 19, an denen die an den Wicklungen U, V, W anliegende Spannung abgegriffen wird und einer Einheit 11 zur Spannungsmessung zugeführt wird. Die Messergebnisse der Einheit 11 zur Spannungsmessung werden einem MikroController 4 zugeführt, der einerseits die Schal¬ ter 5 steuert und andererseits die von der Spannungsmes- sungseinheit 11 erzeugten Informationen auswertet. Außerdem ist eine Erkennungseinheit 10 zum Erkennen von defekten Schaltern 5 vorgesehen. Die von der Erkennungseinheit 10 erzeugten Informationen werden ebenfalls dem MikroController 4 zur Auswertung zugeführt. In den Phasenleitungen, die zu den Wicklungen U, V, W führen, sind Leistungshalbleiterschalter 2 angeordnet.
In einer Ausführungsform in der Praxis werden die Schalter 5 durch Halbleiterschalter bzw. Transistoren oder MOSFETs gebildet. Die Erkennungseinheit 10 ist in der Praxis als Brü¬ ckentreiber ausgebildet und legt an die als Transistoren ausgebildeten Schalter 5 eine Spannung an und kontrolliert, ob die Schalterstellung des Transistors wechselt. Die Ein¬ heit 11 zur Spannungsmessung an den Abgreifpunkten 17, 18, 19 ist in der Praxis als Spannungsteiler ausgebildet und er¬ mittelt das Tastverhältnis einer pulsweitenmodulierten Spannung. Das Tastverhältnis entspricht dabei dem Quotienten aus Impulsdauer und Periodendauer. Jeder Schalter 5 kann prinzipiell zwei verschiedene Arten eines Defekts aufweisen bzw. befindet sich nach einem Defekt grundsätzlich in einer der beiden nachfolgend beschrieben Zustände: Nicht leitend defekt, das heißt in der geöffneten Schalterstellung blockiert, oder leitend defekt, das heißt in der geschlossenen Schalterstellung blockiert. Ein leitend defekter Schalter 5 ist umgangssprachlich auch als Kurz- schluss bekannt.
Besonders in sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie in einer elektromechanischen Lenkvorrichtung, ist es wichtig, den Elektromotor 1 sehr schnell in einem Notbetrieb weiter zu betreiben oder sofort abzuschalten. Der Fehlerfall des leitend defekten Schalters 5 führt zu einem erhöhten Lenkmo¬ ment, da der Fahrzeugführer im Fehlerfall den Elektromotor 1 im Generatorbetrieb bewegt und dabei einen Strom induziert, der der Lenkbewegung am Lenkrad gerade entgegen wirkt. Dieses entgegen der Drehrichtung des Fahrzeugführer wirkende Moment wird im Folgenden Bremsmoment genannt. Durch den Kurzschluss im Wechselrichter 3 wird in einer permanent erregten Synchronmaschine ein drehzahlabhängiges Bremsmoment erzeugt. Durch einen leitend defekten Schalter 5 entsteht durch Induktion ein Stromschluss über die Motorwicklungen U, V, W.
Für den Anwendungsfall des bürstenlosen Elektromotors 1 sind die Phasenanschlüsse des Elektromotors 1 über Leistungshalb¬ leiterschaltern 2 mit den Ausgängen des antreibenden Wechselrichters 3 verbunden. Der Zweck dieser Anordnung ist es, im Falle eines Defekts im Wechselrichter 3 den Elektromotor 1 stromfrei und damit frei von den eben beschriebenen Brems¬ momenten zu machen. Dies bezeichnet man auch als Sicherheitsabschaltung. Nach Erkennung eines Defekts im Wechselrichter 3 durch den MikroController 4 wird zunächst der Wechselrichter 3 abgeschaltet, d.h. die Schalter 5 geöffnet sodass keine weitere elektrische Leistung mehr in den Elekt¬ romotor 1 eingebracht wird. Sofern der Elektromotor 1 entweder durch Trägheit oder durch Antrieb von außen noch in rotierendem Zustand ist, baut sich durch die Gleichrichtung der Induktionsspannung des Elektromotor 1 über parasitäre Dioden und einen als leitend defekt anzunehmenden Schalter 5 innerhalb des Wechselrichters 3 periodisch eine Stromkuppe auf, die das unerwünschtes Bremsmoment hervorruft. Die Ab¬ schaltung der Leistungshalbleiterschalter 2 in den Phasenleitungen unterbindet dieses. Damit die Leistungshalbleiterschalter 2 dabei nicht durch eine unzulässig hohe induktive Energiemenge aus dem Elektromotor 1 beschädigt werden, werden diese individuell in Fenstern bestimmter Motorwinkella¬ gen abgeschaltet, bei deren Durchschreiten der
Figure imgf000010_0007
Stromverlauf in den jeweiligen betreffenden Wicklung U, V, W für den zugeordneten Leistungshalbleiterschalter 2 unschädlich ist. Die Leistungshalbleiterschalter 2 sind als Leis- tungs-MOSFET ausgeführt und kurzfristige Werte des
Drainstroms ID von Null, negativ oder gering positiv sind unschädlich. Dabei ist es bei diesem Verfahren kennzeichnend, dass die geeigneten Motorwinkellagefenster unab¬
Figure imgf000010_0006
hängig vom Ort des leitend defekten Schalters 5 im Wechsel¬ richter 3 immer gleich bleiben und nur von der Drehrichtung des Elektromotors 1 abhängen. Es genügt somit das gezielte Abschalten der einzelnen Leistungshalbleiterschalter 2 anhand der Erkennung der zulässigen Motorwinkellagefenster
Figure imgf000010_0004
durch den MikroController 4. Die Erfassung der Motor¬
Figure imgf000010_0002
winkellage wird mit Hilfe eines Motorwinkellagen-
Figure imgf000010_0001
sensors 6 vorgenommen. Die Erfassung der Motorwinkellage
Figure imgf000010_0005
ist für die Ansteuerung eines bürstenlosen Elektromo¬
Figure imgf000010_0003
tors 1 notwendig. Ein weiterer Sensor zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens ist somit nicht notwendig. Wie eben erwähnt sind die geeigneten Motorwinkellagefenster unabhängig vom Ort des leitend defekten Schalters
Figure imgf000011_0001
5 im Wechselrichter 3. Die geeigneten Motorwinkellagen
Figure imgf000011_0002
bleiben vielmehr immer gleich. Dieser Zusammenhang ist
Figure imgf000011_0003
in Fig. 2 dargestellt.
Bei einem dreiphasigen BLDC Motor sind die Motorwinkellage¬ fenster, in denen die durch die induzierten Spannungen und bedingt durch einen leitend defekten Schalter 5 im Wechselrichter 3 hervorgerufenen Ströme in den einzelnen Phasen Null sind, theoretisch bis zu 120° breit. Definiert man den Motorwinkel
Figure imgf000011_0006
dort, wo die induzierte Spannung des von außen angetriebenen Motors 1 der Phase U ihr Maximum hat, liegen die stromfreien Winkelfenster für die drei Phasen in den Intervallen
Figure imgf000011_0004
. Diese Werte gelten für idealisierte Verhältnisse, bei denen die durch die mechanische Drehzahl N des Motors sich ergebende elektrische Periodenzeit TPER=1/ (N*Polpaarzahl) klein bleibt gegenüber der Zeitkonstanten der Phasenimpedanz und daher die Ströme und Spannungen im Motor noch annähernd deckungsgleich verlaufen. In der Praxis sind diese idealisierten Verhältnisse jedoch nicht zwingend gegeben. So muss berücksichtigt werden, dass je nach Motorkennwerten und der höchsten zu berücksichtigender Drehzahl die Motorwinkellagefenster kleiner als 120° und außerdem drehrichtungsab- hängig werden können, wie es in Fig. 2a und 2b dargestellt ist. Die Grenzwerte der Motorwinkellagefenster sind für den konkreten Anwendungsfall zu bemessen. An der grundsätzlichen Methode des Abschaltens innerhalb vorbestimmter Motorwinkel¬ lagefenster ändert sich hierdurch jedoch nichts.
Die Motorwinkellagefenster für das Abschalten sind
Figure imgf000011_0005
leider nicht für jede Anwendung gleich. Die durch die von außen erzwungene Rotation der Motorwelle erzeugt zwar stets die drei induzierten Spannungen mit dem um jeweils 120° zueinander verschobenen Sinusverläufen entsprechend einem Dreiphasensystem für einen dreiphasigen bürstenlosen Elektromotor 1 und diese dann in der Folge zum Aufbau der Stromkuppen führen. Allerdings verlaufen diese Stromkuppen nicht deckungsgleich zu den induzierten Spannungen, sondern erleiden bedingt durch die komplexe Impedanz der Motorphasen U, V, W erstens einen Zeitverzug und zweitens eine Formverzer¬ rung bedingt durch die äußere Randbedingung mit dem Kurz- schluss in dem Wechselrichter 3. Desweiteren verbreitern sich die Stromkuppen mit steigender Motordrehzahl N und die Motorwinkellagefenster werden entsprechend klei¬
Figure imgf000012_0002
ner. Letztlich ist Bestimmung der Motorwinkellagefenster
Figure imgf000012_0008
eine Bemessungsaufgabe, die die Kennwerte des verwen¬
Figure imgf000012_0001
deten Elektromotors sowie die maximal zu betrachtende Dreh¬ zahl N berücksichtigt. Auch die für die Leistungshalbleiterschalter 2 zulässige Energiemenge ist ein Kriterium: Je hö¬ her diese ist, desto grösser darf der kurzfristige Wert des Phasenstroms beim Abschalten noch sein, was beim maximieren der Motorwinkellagefenster hilfreich ist.
Figure imgf000012_0003
In Fig. 2a und 2b sind als schwarz durchgezogene Blöcke die idealisierten Verhältnisse bei einem Motor mit sehr kleinem Verhältnis von Phaseninduktivität zu Phasenwiderstand darge¬ stellt. Unter diesen Idealbedingungen beträgt das Motorwinkellagefenster für die Wicklung U von 300° bis 60°, für
Figure imgf000012_0004
die Wicklung V entsprechend das Motorwinkellagefenster von
Figure imgf000012_0006
60° bis 180° und für die Wicklung W Motorwinkellagefenster
Figure imgf000012_0007
von 180° bis 300°. Darunter sind als schraffierte Blöcke die oben kurz beschriebenen prinzipiellen Verkürzungen der Motorwinkellagefenster für Motoren mit hohem L/R
Figure imgf000012_0005
Verhältnis und hoher Drehzahl dargestellt. In Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens dargestellt. Im Schritt Sl wird ge¬ prüft, ob die Drehzahl des Elektromotors 1 ausreichend nied¬ rig ist und die Induktionsströme dementsprechend ausreichend gering sind. Falls dies der Fall ist, werden im Schritt S2 alle Leistungshalbleiterschalter 2 für alle Wicklungen U, V, W geöffnet und das Verfahren ist beendet. Für den schwerwie¬ genderen Fall, dass die Induktionsströme nicht tolerierbar gering sind, wird im Schritt S3 geprüft, ob sich die Motor¬ winkellage innerhalb des Abschaltfensters φυ für die Phase
Figure imgf000013_0001
U befindet. Sofern dies zutrifft, wird der der Phase U zu¬ geordnete Leistungshalbleiterschalter 2 im Schritt S4 geöffnet .
Im Schritt S5 wird entsprechend geprüft, ob sich die Motor¬ winkellage φ im geeigneten Motorwinkellagefenster befin
Figure imgf000013_0002
det. Falls dies der Fall ist, wird der zugeordnete Leis¬ tungshalbleiterschalter 2 geöffnet (Schritt S6) . Anschlie¬ ßend wird das Verfahren mit dem Schritt S7 fortgeführt: In diesem Schritt wird geprüft, ob sich die Motorwinkellage
Figure imgf000013_0004
im geeigneten Motorwinkellagefenster befindet und bei po
Figure imgf000013_0003
sitive Vorliegen der der Wicklung W zugeordnete Leistungs¬ halbleiterschalter 2 geöffnet. In Schritt S9 wird geprüft, ob die Entscheidungen in allen Schritten S3, S5, S7 einmal positiv waren und damit also alle Leistungshalbleiterschal¬ ter geöffnet sind. Solange dies nicht der Fall ist, erfolgt die Rückverzweigung zu S3.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, die eine Topologie der Leistungshalbleiterschalter 2 als „Sternpunktschalter" aufweist: Die Leistungshalbleiterschalter 2 sind wiederum als Leistungs-MOSFET ausgebildet und verbinden die Endanschlüsse der Motorphasen U, V, W zum „Sternpunkt". An der Nutzung der Motorwinkellage φ zum individuellen Ab- schalten der Leistungshalbleiterschalter 2 innerhalb der geeigneten Motorwinkellagefenster ändert sich gegen¬
Figure imgf000014_0002
über der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform nichts.
Fig. 5 zeigt als Alternative zur Nutzung der Motorwinkella¬ geinformation durch Überwachung der Stromrichtung in jeder
Figure imgf000014_0001
Motorphase U, V, W. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Überwachung der Stromrichtung mit Spannungskom- paratoren 7 realisiert, die den Spannungsabfall über den Leistungshalbleiterschaltern 2 überwachen und so die Information über die Stromrichtung in jeder Motorphase U, V, W bereitstellen, die der MikroController 4 zum individuellen Abschalten der Leistungshableiterschalter 2 im richtigen Zeitfenster, d. h. während nicht zerstörungsgefährlichen Stromrichtung, benötigt.
Alternativ hierzu kann in Systemen, die eine „echte" Strommessung, z. B. mittels Shunts die Phasenströme für Rege¬ lungszwecke nutzen, diese Phasenstrominformation ebenfalls für die Erkennung der Zeitfenster der nicht zerstörungsgefährlichen Stromrichtung ausgenutzt werden.
Die Anwendung des beschriebenen Verfahrens erlaubt die Ver¬ wendung von Leistungshalbleiterschaltern 2 als Sicherheitseigenschaft in einem System zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors 1, auch wenn die durch die Höhe der
Motorinduktivitäten und -ströme eines solchen Systems sich maximal ergebende mögliche induktive Energiemenge die Ab¬ sorptionsfähigkeit verfügbarer und/oder wirtschaftlich vertretbarer Leistungshalbleiterschalter übersteigt. Der Einsatz eines mechanischen Relais, der vielfach wegen mangelnder Zuverlässigkeit, Abnutzungseigenschaften, Feuchteempfindlichkeit, veränderlicher Kontakteigenschaften etc. nicht erwünscht ist, kann damit umgangen und die zuweilen auch konstruktionsbedingt eher bevorzugte Lösung mit Leistungs¬ halbleiterschaltern zum Einsatz gebracht werden, ohne zusätzliche Schaltmittel zur externen Energieabsorption wie Suppressordioden oder Einrichtungen zur Strommessung einführen zu müssen

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors (1), dessen Wicklungen (U, V, W) von einem Wechselrichter (3) mit Hilfe von sechs Schalter (5) angesteuert werden, wobei der Wechselrichter (3) drei Ausgänge (17, 18, 19) aufweist, die den Wicklungen (U, V, W) des Elektromotors (1) zugeordnet sind und wobei zwischen den Ausgängen (17, 18, 19) des Wechselrichters (3) und den Wicklungen (U, V, W) jeweils ein Leistungshalbleiterschalter (2) angeordnet ist, und wobei eine Erkennungseinheit (10) zum Erkennen von defekten Schaltern (5), eine Einheit (11) zur Spannungsmessung an den Ausgängen (17, 18, 19) des Wechselrichters (3) und ein MikroController (4) zum Steuern der Schalter (5) und der Leistungshalbleiterschalter (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erkennung eines defekten Schalters (5) der Wechselrichter (3) vom MikroController (4) in der Weise abgeschaltet wird, dass keine weitere Leistung in die Wicklungen (U, V, W) des Elektromotors (1) mehr eingebracht wird und dass die Leistungshalbleiterschalter (2) nacheinander in einer vorab bestimmten Motorwinkellage geöffnet wer¬
Figure imgf000016_0001
den .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwinkellagen jeweils einer Wicklung
Figure imgf000016_0002
(U, V, W) und deren Leistungshalbleiterschalter (2) zugeordnet werden und so gewählt werden, dass die zugeordne¬ ten Leistungshalbleitschalter (2) beim Öffnen nicht beschädigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwinkellagen so gewählt wer-
Figure imgf000016_0003
den, dass der an den Leistungshalbleiterschaltern (2) anliegende Drainstrom (ID) null oder nahezu null ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwinkellagen so gewählt wer¬
Figure imgf000017_0001
den, dass der an den Leistungshalbleiterschaltern (2) anliegende Drainstrom (ID) negativ ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwinkellagen
Figure imgf000017_0002
unabhängig vom Ort des defekten Schalters (5) und aus¬ schließlich in Abhängigkeit der Drehrichtung des Elektromotors (1) bestimmt werden.
6. Vorrichtung zum Betrieb eines bürstenlosen Elektromotors (1), dessen Wicklungen (U, V, W) von einem Wechsel¬ richter (3) mit Hilfe von sechs Schalter (5) angesteuert werden, wobei der Wechselrichter (3) drei Ausgänge (17, 18, 19) aufweist, die den Wicklungen (U, V, W) des Elekt¬ romotors (1) zugeordnet sind und wobei zwischen den Aus¬ gängen (17, 18, 19) des Wechselrichters (3) und den Wick¬ lungen (U, V, W) jeweils ein Leistungshalbleiterschalter
(2) angeordnet ist, und wobei eine Erkennungseinheit (10) zum Erkennen von defekten Schaltern (5) , eine Einheit
(11) zur Spannungsmessung an den Ausgängen (17, 18, 19) des Wechselrichters (3) und ein MikroController (4) zum Steuern der Schalter (5) und der Leistungshalbleiterschalter (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der MikroController (4) dazu eingerichtet ist, den Wechselrichter (3) nach der Erkennung eines defekten Schalters (5) vom MikroController (4) in der Weise abzuschalten, sodass keine weitere Leistung in die Wicklungen (U, V, W) des Elektromotors (1) mehr eingebracht wird und dass der MikroController (4) weiter dazu eingerichtet ist die Leistungshalbleiterschalter (2) nacheinander in einer vorab bestimmten Motorwinkellage zu öffnen.
Figure imgf000018_0004
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der MikroController (4) dazu eingerichtet ist, die Motorwinkellagen jeweils einer Wicklung (U, V,
Figure imgf000018_0001
W) und deren Leistungshalbleiterschalter (2) zuzuordnen und so zu wählen, dass die zugeordneten Leistungshalb- leitschalter (2) beim Öffnen nicht beschädigt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der MikroController (4) dazu eingerichtet ist, die Motorwinkellagen
Figure imgf000018_0002
so zu wählen, dass der an den Leistungshalbleiterschaltern (2) anliegende Drainstrom (ID) null, nahezu null oder negativ ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungshalbleitschalter (2) als Leistungs-MOSFET ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (10) zum Erkennen von defekten Schaltern (5) und die Einheit (11) zur Span¬ nungsmessung an den Ausgängen (17, 18, 19) des Wechselrichters (3) in den MikroController (4) integriert sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorwinkellagensensor (6) zur Ermittlung der Motorwinkellage vorgesehen ist.
Figure imgf000018_0003
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Stromkomparatoren (7) vorgesehen sind, die den Spannungsabfall über den Leistungshalblei¬ terschaltern (2) überwachen und dass der MikroController (4) mit Hilfe dieser Informationen die Motorwinkellagen bestimmt.
Figure imgf000019_0001
PCT/EP2012/059594 2011-05-24 2012-05-23 Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors Ceased WO2012160092A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20120725344 EP2715932B1 (de) 2011-05-24 2012-05-23 Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
CN201280025087.7A CN103548254B (zh) 2011-05-24 2012-05-23 用于运行无刷电机的方法和装置
US14/119,518 US9312796B2 (en) 2011-05-24 2012-05-23 Method and device for operating a brushless motor
KR1020137034225A KR102035358B1 (ko) 2011-05-24 2012-05-23 브러시리스 모터를 동작시키는 방법 및 디바이스

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011076406.2 2011-05-24
DE102011076406 2011-05-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012160092A2 true WO2012160092A2 (de) 2012-11-29
WO2012160092A3 WO2012160092A3 (de) 2013-08-08

Family

ID=46207989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/059594 Ceased WO2012160092A2 (de) 2011-05-24 2012-05-23 Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9312796B2 (de)
EP (1) EP2715932B1 (de)
KR (1) KR102035358B1 (de)
CN (1) CN103548254B (de)
DE (1) DE102012208632A1 (de)
WO (1) WO2012160092A2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160090A3 (de) * 2011-05-26 2013-07-18 Continental Automotive Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
WO2013004684A3 (de) * 2011-07-05 2013-08-01 Robert Bosch Gmbh Elektronisch kommutierter elektromotor mit einer defektabschaltung
WO2015140960A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 三菱電機株式会社 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリング装置
US20220032996A1 (en) * 2018-09-27 2022-02-03 Thyssenkrupp Presta Ag Temperature measurement of a power semiconductor switching element

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5946786B2 (ja) * 2013-03-14 2016-07-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータの駆動制御装置
US9065275B2 (en) 2013-08-26 2015-06-23 Infineon Technologies Austria Ag Driving circuit for an electric motor
FR3013170B1 (fr) * 2013-11-14 2015-12-25 Valeo Sys Controle Moteur Sas Procede d'evacuation de l'energie stockee dans un stator d'un moteur electrique
GB201416011D0 (en) * 2014-09-10 2014-10-22 Trw Ltd Motor drive circuitry
EP3131198B1 (de) * 2015-08-10 2022-06-08 Goodrich Actuation Systems Limited Steuerungsstrategie eines zweiwegigen fehlertoleranten permanentmagnetmotors zur reduzierung des schleppmoments unter störung
FR3042322B1 (fr) 2015-10-07 2017-11-03 Continental Automotive France Procede pour limiter le courant dans des dispositifs de type "pont en h"
DE102016221438A1 (de) * 2016-10-11 2018-04-12 Continental Teves Ag & Co. Ohg Motoranordnung
DE102017211219A1 (de) 2017-06-30 2019-01-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Lenkunterstützungsantriebs
GB201719771D0 (en) * 2017-11-28 2018-01-10 Trw Ltd Control circuit for a multi-phase motor
DE102018220768A1 (de) * 2018-11-30 2020-06-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems mit einer elektrischen Maschine und zugehöriges Motorsystem
DE102019121514A1 (de) * 2019-08-09 2021-02-11 Thyssenkrupp Ag Steuerungsvorrichtung sowie Brückenschaltung mit einer derartigen Steuerungsvorrichtung
US11063535B2 (en) * 2019-09-13 2021-07-13 Ford Global Technologies, Llc Steering motor brake
DE102020109438A1 (de) 2020-04-03 2021-10-07 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsschalters einer Steuereinheit eines Elektromotors

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4250435A (en) * 1980-01-04 1981-02-10 General Electric Company Clock rate control of electronically commutated motor rotational velocity
US5339235A (en) 1993-05-11 1994-08-16 Alliedsignal Inc. Fault compensating multi-step wave inverter
JP3297159B2 (ja) 1993-09-14 2002-07-02 東芝キヤリア株式会社 直流ブラシレスモータの駆動装置およびその良否識別方法
TW328190B (en) 1994-06-14 1998-03-11 Toshiba Co Ltd Control device of brushless motor and method of fault detection and air conditioner
US5473241A (en) * 1994-07-26 1995-12-05 Allen-Bradley Company, Inc. Method and apparatus for RMS measurements in induction motor without sampling
JP4249916B2 (ja) * 2000-09-18 2009-04-08 エドワーズ株式会社 ブラシレスモータの制御回路、ブラシレスモータ装置、及び真空ポンプ装置
JP4493865B2 (ja) 2001-02-19 2010-06-30 三菱電機株式会社 半導体装置
DE10223139A1 (de) * 2002-05-24 2003-12-11 Bosch Gmbh Robert Elektronisch kommutierbarer Motor
US20040228050A1 (en) 2003-05-13 2004-11-18 Visteon Global Technologies, Inc. Use of unidirectional FET switches for motor electrical disengagement
JP4422567B2 (ja) 2004-06-30 2010-02-24 株式会社日立製作所 モータ駆動装置，電動アクチュエータおよび電動パワーステアリング装置
JP3884450B2 (ja) 2004-07-08 2007-02-21 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2006081327A (ja) 2004-09-10 2006-03-23 Mitsubishi Electric Corp インバータの故障検出装置
KR20070021573A (ko) 2005-08-18 2007-02-23 삼성전자주식회사 모터 제어 장치, 그 제어방법 및 인버터부의 고장검출장치
JP4784478B2 (ja) 2006-04-20 2011-10-05 株式会社デンソー 多相回転電機の制御装置
KR101066700B1 (ko) 2006-10-19 2011-09-21 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전력 변환 장치
JP4333751B2 (ja) 2007-02-15 2009-09-16 株式会社デンソー ブラシレスモータの駆動装置
KR101088976B1 (ko) * 2007-04-16 2011-12-01 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전동기 제어 장치
DE102007024659A1 (de) * 2007-05-26 2008-11-27 Zf Lenksysteme Gmbh Hilfskraftlenkung
JP5282376B2 (ja) * 2007-06-29 2013-09-04 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4623063B2 (ja) * 2007-08-02 2011-02-02 株式会社デンソー 操舵補助装置
JP5082719B2 (ja) * 2007-09-26 2012-11-28 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP5112956B2 (ja) 2008-05-30 2013-01-09 株式会社マキタ 充電式電動工具
DE102010001241A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-07 Robert Bosch Gmbh Elektronisch kommutierter Elektromotor mit einer Notlaufeigenschaft
JP4998836B2 (ja) 2009-09-30 2012-08-15 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5688689B2 (ja) * 2012-08-27 2015-03-25 株式会社デンソー 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160090A3 (de) * 2011-05-26 2013-07-18 Continental Automotive Gmbh Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
KR101912970B1 (ko) 2011-05-26 2018-10-29 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 브러시리스 모터를 동작시키는 방법 및 디바이스
US10116248B2 (en) 2011-05-26 2018-10-30 Continental Automotive Gmbh Method and device for operating a brushless motor
WO2013004684A3 (de) * 2011-07-05 2013-08-01 Robert Bosch Gmbh Elektronisch kommutierter elektromotor mit einer defektabschaltung
US9118269B2 (en) 2011-07-05 2015-08-25 Robert Bosch Gmbh Electronically commutated electric motor with defect shutdown
WO2015140960A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 三菱電機株式会社 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリング装置
JPWO2015140960A1 (ja) * 2014-03-19 2017-04-06 三菱電機株式会社 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリング装置
US9876458B2 (en) 2014-03-19 2018-01-23 Mitsubishi Electric Corporation Control device for AC rotating machine and electric power steering device
US20220032996A1 (en) * 2018-09-27 2022-02-03 Thyssenkrupp Presta Ag Temperature measurement of a power semiconductor switching element
US12139214B2 (en) * 2018-09-27 2024-11-12 Thyssenkrupp Presta Ag Temperature measurement of a power semiconductor switching element

Also Published As

Publication number Publication date
CN103548254B (zh) 2016-06-01
KR20140040170A (ko) 2014-04-02
EP2715932B1 (de) 2015-05-06
US20140077736A1 (en) 2014-03-20
CN103548254A (zh) 2014-01-29
KR102035358B1 (ko) 2019-10-22
US9312796B2 (en) 2016-04-12
WO2012160092A3 (de) 2013-08-08
EP2715932A2 (de) 2014-04-09
DE102012208632A1 (de) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2715932B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
EP3428667B1 (de) Verfahren zur erlangung eines hinweises, insbesondere eines anfangshinweises auf eine mögliche fehlerhafte lastbedingung eines mehrphasigen elektromotors
EP2158673B1 (de) Verfahren zum betrieb eines einsträngigen elektronisch kommutierten motors an einer gleichspannungsquelle, und motor zur durchführung eines solchen verfahrens
EP3083321B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum betreiben einer elektrischen maschine
EP1655829B1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors, insbesondere einer Waschmaschine
DE102017202393A1 (de) Motorsteuervorrichtung und Motorsteuerverfahren
DE102010061489A1 (de) Leistungsgenerator mit verbesserter Phasensteuerbarkeit von Phasenströmen
WO2007140927A1 (de) Verfahren zum betrieb eines elektronisch kommutierten motors, und motor zur durchführung eines solchen verfahrens
DE102010063692A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überprüfung der Rotorposition einer Synchronmaschine
DE102014212572B4 (de) Verfahren zur Erlangung eines Hinweises, insbesondere Anfangshinweises auf eine mögliche fehlerhafte Lastbedingung eines mehrphasigen Elektromotors
EP2714489B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
WO2018054672A1 (de) Motorvorrichtung für einen schalterantrieb eines elektrischen schalters
WO2020144119A1 (de) Elektronische steuervorrichtung mit kurzschlussschutz zur ansteuerung eines elektromotors einer elektromechanischen kraftfahrzeuglenkung
DE102017217709A1 (de) Steuervorrichtung für Drehelektromaschine und Steuerverfahren
DE102011075789A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine
WO2011117311A2 (de) Verfahren zum betrieb eines bürstenlosen elektromotors
EP3914501A1 (de) Verfahren zum trennen eines mehrphasigen elektromotors einer elektromechanischen kraftfahrzeugservolenkung von einer gleichspannungsquelle und steuereinheit zum ansteuern des elektromotors
EP1708354B1 (de) Tauchmotor
DE102017211219A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Lenkunterstützungsantriebs
DE10249568B4 (de) Fehleranalyse einer Wechselrichter-Schaltung
WO2015014362A1 (de) Verfahren zur bestimmung eines fehlers in einem elektronisch kommutierten elektromotor
DE102016204854A1 (de) Ermittlung eines Kurzschlussstroms in den Phasen einer mittels eines Wechselrichters angesteuerten E-Maschine
DE102008056400A1 (de) Umrichterschaltung mit Überspannungsschutz
DE102015220910A1 (de) Spannungsüberwachung für eine Motoransteuerschaltung eines bürstenlosen Waschmaschinenmotors
DE102018212460A1 (de) Motorsteuerschaltung und motorvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12725344

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012725344

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14119518

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137034225

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A